第一章 化学热力学基础 习题解答(完整资料).doc

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1-1 气体体积功的计算式 dVPW

e



中,为什么要用环境的压

力eP?在什么情况下可用体系的压力体P?

答: 在体系发生定压变化过程时,气体体积功的计算式 dVPWe 中, 可用体系的压力体P代替eP。

1-2 298K时,5mol 的理想气体,在(1)定温可逆膨胀为原体积的 2 倍; ( 2 )定压下加热到373K;(3)定容下加热到373K。已知 Cv,m = 28.28J·mol-1·K-1。 计算三过程的Q、W、△U、△H和△S。 解 (1) △U = △H = 0

kJV

V

nRTWQ587.82ln298314.85ln12

11282.282ln314.85lnKJVVnRS

(2) kJnCQH

mPP72.13)298373(,

kJnCUmV61.10)298373(,

W = △U – QP = - 3.12 kJ

112,07.41298373ln)314.828.28(5lnKJTTnCS

mP

(3) kJnCQU

mVV61.10)298373(,

WfdlpAdlpdV外外外 【最新整理,下载后即可编辑】 kJnCHmP72.13)298373(,

W = 0

112,74.31298373ln28.285lnKJTTnCS

mV

1-3 容器内有理想气体,n=2mol , P=10P,T=300K。求 (1) 在空

气中膨胀了1dm3,做功多少? (2) 膨胀到容器内压力为 lP,做了多少功?(3)膨胀时外压总比气体的压力小 dP , 问容器内气体压力降到 lP时,气体做多少功? 解:(1)此变化过程为恒外压的膨胀过程,且PaP

e5

10

JVPWe1001011035 (2)此变化过程为恒外压的膨胀过程,且PaP

e5

10

nRTPnRTPnRTPVVPVPWe109)10()(12



J6.4489300314.8210

9



(3) V

nRT

PdPPPe

1221lnln12121PPnRTVVnRTdVVnRTdVPWVVVVe



kJPP486.1110

1

ln300314.82

1-4 1mol 理想气体在300K下,1dm3定温可逆地膨胀至10dm3,求此过程的 Q 、W、△U及△H。 解: △U = △H = 0 JV

V

nRTWQ1.574310ln300314.81ln12 【最新整理,下载后即可编辑】

1-5 1molH2由始态25℃及P可逆绝热压缩至 5dm-3, 求(1)最后温度;(2)最后压力; ( 3 ) 过程做功。 解:(1) 3511178.2410298314.81dmPnRTV

12,12lnlnTTCVVRmV

298ln314.82578.245ln314.82T

KT3.5652

(2) PaVnRTP53222104.91053.565314.81

(3) )2983.565(314.85.21)(12,TTnCUWmV J8.5555 1-6 40g氦在3P 下从25℃加热到50℃,试求该过程的△H、△

U、Q和W 。设氦是理想 气体。( He的M=4 g·mol-1 ) 解: JnCQH

mPP3.519625314.825440)298323(,

JnCUmV8.311725314.823440)298323(,

W = △U – QP = -2078.5J

1-7 已知水在100℃ 时蒸发热为2259.4 J·g-1,则100℃时蒸发30g水,过程的△U、△H 、 Q和W为多少?(计算时可忽略液态水的体积) 解: moln67.1

18

30

 【最新整理,下载后即可编辑】

JHQ67782304.2259 JnRTPVVVpWglg9.5178373314.867.1)(

JWQU1.62603

1-8 298K时将1mol液态苯氧化为CO2 和 H2O ( l ) ,其定容热为 -3267 kJ·mol-1 , 求定压反应热为多少? 解: C6H6 (l) + 7.5O2 (g) → 6CO2 (g) +3 H2O ( l ) kJgRTQQBVP7.327010)5.76(298314.83267)(3

1-9 300K时2mol理想气体由ldm-3可逆膨胀至 10dm-3 ,计算此过程的嫡变。 解: 11229.3810ln314.82lnKJVVnRS

1-10.已知反应在298K时的有关数据如下 C2H4 (g) + H2O (g) → C2H5OH (l) △f HmӨ /kJ·mol-1 52.3 -241.8 -277.6 CP , m / J·K-1·mol-1 43.6 33.6 111.5 计算(1)298K时反应的△r HmӨ 。 (2)反应物的温度为288K,产物的温度为348K时反应 【最新整理,下载后即可编辑】

的△r HmӨ 。 解(1) △rHmӨ = -277.6 + 241.8 - 52.3 = -88.1 kJ·mol-1 (2) 288K C2H4 (g) + H2O (g) → C2H5OH (l) 348K ↓△H1 ↓△H2 ↑△H3 298K C2H4 (g) + H2O (g) → C2H5OH (l) 298K △rHmӨ = △rHmӨ ( 298K ) + △H1 + △H2 + △H3 = -88.1 + [( 43.6 + 33.6 ) ×(298-288) + 111.5×( 348-298)]×10-3 = - 81.75 kJ·mol-1

1-11 定容下,理想气体lmolN2由300K加热到600K ,求过程的△S。 已知11,,)006.000.27(2molKJTCNmP 解: TRCC

mPmV006.069.18,,

600300006.069.18dTTTS

175.14)300600(006.0300600ln69.18KJ

1-12 若上题是在定压下进行,求过程的嫡变。 【最新整理,下载后即可编辑】

解: 

600300006.000.27dTTT

S

151.20)300600(006.0300600ln00.27KJ

1-13 101.3kPa下,2mol甲醇在正常沸点337.2K时气化,求体系和环境的嫡变各为多少?已知甲醇的气化热△Hm = 35.1kJ·mol-1 解: 132.2082.337101.352KJTHnSm体系 12.2082.337351002KJTHnSm

环境环境

1-14 绝热瓶中有373K的热水,因绝热瓶绝热稍差,有4000J的热量流人温度为298K的空气中,求(1)绝热瓶的△S

体;(2)环境的△S环;(3)总熵变△S总。 解:近似认为传热过程是可逆过程

172.103734000KJS体系 142.1329874000KJS

环境

△S总 = △S体 + △S环 = 2.70J·K-1

1-15 在298K及标准压力下,用过量100%的空气燃烧 1mol CH4 , 若反应热完全用于加热产物,求燃烧所能达到的最高温度。 CH4 O2 CO2 H2O (g) N2 △f HmӨ /kJ·mol-1 -74.81 0 -393.51

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大学化学课后习题参考答案

大学化学课后习题参考答案

第1章 化学热力学参考答案:(一)选择题1.A 2.A 3.C 4.B 5.D 6.C 7.C 8.C 9. A 10. C 11. A 12.C (二)填空题1.40;2.等温、等容、不做非体积功,等温、等压,不做非体积功; 3.>,<,=,> 4.增大、不变 5.不变 6.3.990 kJ·mol -1(三)判断题1. ×2. ×3. ×4. ×5. √6. ×7. ×8. ×9. × 10. × (四)计算题1.解:(g)O N (l)H 2N 4242+O(l)4H (g)3N 22+(l)H N 42摩尔燃烧热为2.解:)mol ·(kJ 28.254166.963.502)84.285(401f B r --=-⨯--⨯+=∆=∆∑HH ν)mol ·(kJ 14.627211r-Θ-=∆=H Q pK1077.3109.9824.37333mr r ⨯=⨯--=∆∆=-S T 转)mol ·(kJ 78.34357.86)15.137(36.3941f B r --=---=∆=∆∑G ν)K ·mol ·(J 9.9865.21056.1975.191216.21311B r ---=--⨯+==∆∑νNO(g )CO(g )+(g)N 21(g)CO 22+)mol ·(kJ 24.37325.90)52.110(5.3931f B r --=----=∆=∆∑H ν此反应的 是较大的负值,且)(,)(-∆-∆S H 型反应,从热力学上看,在 T 转的温度以内反应都可自发进行。

3.解:外压kPa 50e =p ,11p nRT V =,22p nRTV =,2e p p = 系统所做功:定温变化,0=∆U0=+=∆W Q U ,所以Q =1 247.1(J ) 定温过程pV =常数 ∆(pV )=0 所以 0)(=∆+∆=∆pV U H 4.解:查表知CaO(s) + SO 3(g) = CaSO 4(s)求得同理求得 因为 所以根据经验推断可知,反应可以自发进行。

第一章热力学的基本规律课后作业和答案

第一章热力学的基本规律课后作业和答案

第一章 热力学的基本规律1.1 试求理想气体的体胀系数α,压强系数β和等温压缩系数κT 。

解:已知理想气体的物态方程为nRT pV = 由此得到 体胀系数TpV nR T V V p 11==⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=α, 压强系数TpV nR T P P V 11==⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=β 等温压缩系数2111()T T V nRT V p V p pκ⎛⎫∂⎛⎫=-=-= ⎪ ⎪∂⎝⎭⎝⎭ 1.2试证明任何一种具有两个独立参量,T p 的物质,其物态方程可由实验测得的体胀系数α及等温压缩系数T k ,根据下述积分求得:ln (d d )T V T k p α=-⎰如果1Tα=,1T k p =,试求物态方程。

解 以,T p 为自变量,物质的物态方程为(,)V V T p =其全微分为d d d p TV V V T p T p ⎛⎫∂∂⎛⎫=+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ (1) 全式除以V ,有d 11d d p TV V V T p V V T V p ⎛⎫∂∂⎛⎫=+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭根据体胀系数α和等温压缩系数T k 的定义,可将上式改写为d d d T VT k p Vα=- (2) 有ln (d d )T V T k p α=-⎰ (3)若1Tα=,1T k p =,式(3)可表示为11ln (d d )V T p T p=-⎰ (4)积分pV CT = (5)1.3测得一块铜块的体胀系数和等温压缩系数分别为514.8510K α--=⨯和71n 7.8*10p T κ--=,α和T κ可近似看作常量,今使铜块加热至10C ︒。

问(1压强要增加多少才能使铜块体积不变?(2若压强增加,铜块的体积改多少解:(1)有d d d T Vp p p V T V T ∂∂⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭知,当d 0V =时,有d 0d d d V Tp p T p T T T αβκ∂⎛⎫=+==⎪∂⎝⎭ 故 ()212121d T T TT p p T T T αακκ-==-⎰即 ()2121n 622p T p p p T T ακ∆=-=-= 分别设为V xp n ∆;,由定义得:4474.85810; 4.85101007.810T x V κ∆---=⨯=⨯-⨯⨯所以,44.0710V ∆-=⨯1.4 1mol 理想气体,在27C ︒的恒温下发生膨胀,其压强由n 20p 准静态地降到n 1p ,求气体所做的功和所吸取的热量。

物理化学-第一章-热力学第一定律-习题 (1)精选全文

物理化学-第一章-热力学第一定律-习题 (1)精选全文

3(1)1g水在100℃,101.325kPa下蒸发为蒸 汽(理气),吸收热量为2259J·g-1,问此过 程的Q、W、△U、△H值为多少?
(2)始态同上,外界压强恒为50.66kPa下, 将水等温蒸发后,再将50.66kPa下的气慢慢 加压为终态100℃,101.325kPa的水气,求Q、 W、△U、△H值为多少?
(3)
(3)T’2>T 2, V2’>V2
(4)T2’<T2 , V2’>V2
∵W(可逆) >W(不可逆) p2=p2’
∴T’2>T2 根据pV=nRT V与T成正比 ∴V’2>V2
4.某体系经历一个不可逆循环后,下列关系 式中不能成立的是 (1)△U=0 (2)Q=0
(3)△T=0 (4)△H=0
2.1mol理想气体从始态p1V1T1分别经过 (1)绝热可逆膨胀到p2, (2)经过反抗恒外压 (p环=p2)绝热膨胀至平衡,则两个过程间
有 WⅠ( < )WⅡ,△UⅠ(< ) △UⅡ, △HⅠ( < )△HⅡ。
∵△U=nCvm(T2-T1), ∵△H=nCpm(T2-T1), 绝热可逆过程温度降的更低
(
g
)
6CO2
(
g
)
3H
2O(l
)
∵ △rHmθ= △rUmθ+△nRT , △n=-3/2
8.已知H2O(l)的 △fHmθ(298K)=-285.84kJ·mol-1, 则H2(g)的△cHmθ(298K) =( -285.84 )kJ·mol-1。 9.已知反应C(s)+O2(g)=CO2(g)的 △rHmθ(298K)=-393.51 kJ·mol-1,若此反应 在一绝热钢瓶中进行,则此过程的 △T( > )0;△U( = )0;△H( > )

物理化学 答案 第一章_习题解答

物理化学 答案 第一章_习题解答
1-2 1mol 理想气体从 25K、1.00×105Pa 经等容过程和等压过程分别升温到 100K,已
-
知此气体的 Cp,m=29.10 J·K 1,求过程的ΔU、ΔH、Q 和 W 。 解: (1)等容
ΔU = n ⋅ Cv ,m (T2 − T1 ) = 1 × (29.1 − 8.314) × 75 = 1559 J ΔH = n ⋅ C p ,m (T2 − T1 ) = 1 × 29.1 × 75 = 2183 J
η = −Wr / Q1 = (T1 − T2 ) / T1 = (500 − 300) / 600 = 40%
第二个卡诺热机效率
η ′ = −Wr / Q1′ = (T1 − T2′) / T1 = (500 − 250) / 600 = 50%
∵
η =η′
∴两个热机的效率不相同
(2)第一个热机吸收的热量: Q1 =
γ =1.4,试求 Cv,m。若该气体的摩尔热容近似为常数,试求在等容条件下加热该气体至 t2=
80℃所需的热。 解:∵ γ =
C p,m Cv , m
=
Cv , m + R Cv , m
= 1.4
∴ Cv, m =
R
γ
=
8.314 = 20.79 J ⋅ K -1 ⋅ mol-1 0.4
Qv = n ⋅ Cv ,m ⋅ ΔT = =
4
3 3 ⎧ ⎧ ⎪V1 = 5dm ⎪V2 = 6dm Q (可 ) = 0 ⎯⎯⎯⎯ → ⎨ ⎨ ⎪T1 = 298.15 K ⎪T2 = 278.15 K ⎩ ⎩
由理想气体绝热可逆过程方程式可知
T2 / T1 = (V1 / V2 ) Cv ,m =
R / Cv , m

化工热力学第一,二三章完整!!!答案.

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第二章 流体的压力、体积、浓度关系:状态方程式2-1 试分别用下述方法求出400℃、4.053MPa 下甲烷气体的摩尔体积。

(1) 理想气体方程;(2) RK 方程;(3)PR 方程;(4) 维里截断式(2-7)。

其中B 用Pitzer 的普遍化关联法计算。

[解] (1) 根据理想气体状态方程,可求出甲烷气体在理想情况下的摩尔体积idV 为33168.314(400273.15)1.381104.05310id RT V m mol p --⨯+===⨯⋅⨯ (2) 用RK 方程求摩尔体积将RK 方程稍加变形,可写为0.5()()RT a V b V b p T pV V b -=+-+ (E1)其中2 2.50.427480.08664c c c cR T a p RT b p ==从附表1查得甲烷的临界温度和压力分别为c T =190.6K, c p =4.60MPa ,将它们代入a, b 表达式得2 2.56-20.560.427488.314190.6 3.2217m Pa mol K 4.6010a ⨯⨯==⋅⋅⋅⨯ 53160.086648.314190.6 2.9846104.6010b m mol --⨯⨯==⨯⋅⨯ 以理想气体状态方程求得的idV 为初值,代入式(E1)中迭代求解,第一次迭代得到1V 值为5168.314673.152.9846104.05310V -⨯=+⨯⨯ 350.563353.2217(1.38110 2.984610)673.15 4.05310 1.38110(1.38110 2.984610)-----⨯⨯-⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯ 3553311.381102.984610 2.1246101.389610m mol -----=⨯+⨯-⨯=⨯⋅ 第二次迭代得2V 为353520.563353553313.2217(1.389610 2.984610)1.381102.984610673.154.05310 1.389610(1.389610 2.984610)1.381102.984610 2.1120101.389710V m mol ------------⨯⨯-⨯=⨯+⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯=⨯+⨯-⨯=⨯⋅1V 和2V 已经相差很小,可终止迭代。

第一章 热力学第一定律作业题答案

第一章  热力学第一定律作业题答案

§1第一章热力学第一定律作业题目与习题答案2. 已知373.15K,101.325kPa下1kgH2O(l)的体积为1.043dm3,1kg水蒸气的体积为1677dm3,水蒸发为水蒸气过程的蒸发热为2257.8 kJ·kg–1。

此时若1mol 液体水完全蒸发为水蒸气,试求(1)蒸发过程中体系对环境所做的功;(2)假定液体水的体积忽略不计,蒸气可视为理想气体,求蒸发过程中的功及所得结果的相对误差;(3)求(1)中变化的∆vap U m,∆vap H m。

解:(1) W=p∆vap V=101325⨯(1677-1.043)⨯10-3⨯0.018J=3057J;(2) W=p∆vap V≅pV g=nRT=1⨯8.314⨯373.15J=3102J,相对误差=(3102-3057)/3057=1.47%;(3) ∆vap H m=Q p=2257.8⨯0.018 kJ·mol-1=40.64kJ·mol-1,∆vap U m=∆vap H m- p∆vap V m =(40.64-3.057) kJ·mol-1=37.58kJ·mol-1。

3、1kg空气由25︒C经绝热膨胀降温至–55︒C。

设空气为理想气体,平均摩尔质量为0.029kg·mol–1,C V,m = 20.92 J·K–1·mol–1,求Q、W、∆U、∆H。

解:∆U=(W/M)C V,m∆T=[20.92⨯(-55-25)/0.029]J= -57.7kJ,∆H=(W/M)C p,m∆T=[(20.92+8.314)⨯(-55-25)/0.029]J = -80.6kJ,Q=0 ,W= -∆U=57.7kJ。

6、某理想气体热容比γ=1.31,经绝热可逆膨胀由1.01×105 Pa,3.0dm3,373 K 的初态降压到1.01×104 Pa,求(1)终态气体的体积与温度;(2)膨胀过程的体积功;(3)膨胀过程的∆U与∆H。

(完整版)第一章热力学的基本规律课后作业及答案

解:已知理想气体的物态方程为 体胀系数1 VV T p压强系数1 PP T V等温压缩系数T1V pV nRTnR 1 pV T ,nR 1pV TV1 ’ n RT 、 1( 2 )p TV p p由此得到d PP T dTVp dT—dTTP 2 P 1___ T 2dTT 1—T 2 T_1TT11lnV(―dT d p)T P⑷积分pV CT1.3测得一块铜块的体胀系数和等 温压缩系数分别为4.85 10 5K 1和T 7.8*10 7P n 1,和T 可近似Q W 7.47 103 J1.5在25 C 下,压强在0至lOOOP n 之间,测得水的体积为3 6 2 3V (18.066 0.715 10 p 0.046 10 p )cm mol如果保持温度不变,将 1mol 的水从1 p n 加压至1000 p n ,求外界所做的功。

保持温度不变,将1mol 的水由1p n 加压至1000p n ,外界所做的功为在上述计算中我们已将过程近似看作准静态过程。

定容比热容可由所给定压比热容算出维持体积不变,将空气由 0 C 加热至20 C 所需热量Q v 为Q 口6仃2 T 1) 34.83 0.706 103 20J 4.920 105 J(b) 维持压强不变,将空气由 0 C 加热至20 C 所需热量Q p 为Q p m 1 c p (T 2 T 1) 34.83 0.996 1 03 20J 6.938 105 J(c) 若容器有裂缝,在加热过程中气体将从裂缝漏出,使容器内空气质量发生变化•根据理想气体的物 态方程解将题中给出的体积与压强关系记为 由此易得V a bp cp 2dV (b2cp)d p(1)V B V A P *V B V Ap(b2cp)d p1000 1,2 2 3-bp -cp 2 3“33.1J mol1.6在0 C 和15下,空气的密度为 今有27m 3的空气,试计算:(a) 若维持体积不变,将空气由 (b) 若维持压强不变,将空气由 (c) 若容器有裂缝,外界压强为 解(a)由题给空气密度可以算得1.29kg m 3。

化工热力学第1章习题解答

习题第1章 绪言一、是否题1. 封闭体系中有两个相βα,。

在尚未达到平衡时,βα,两个相都是均相敞开体系;达到平衡时,则βα,两个相都等价于均相封闭体系。

(对)2. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。

(错。

还与压力或摩尔体积有关。

)3. 封闭体系的1mol 气体进行了某一过程,其体积总是变化着的,但是初态和终态的体积相等,初态和终态的温度分别为T 1和T 2,则该过程的⎰=21T T V dT C U ∆;同样,对于初、终态压力相等的过程有⎰=21T T P dT C H ∆。

(对。

状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。

)4. 自变量与独立变量是一致的,从属变量与函数是一致的。

(错。

有时可能不一致)二、填空题1. 状态函数的特点是:状态函数的变化与途径无关,仅决定于初、终态 。

2. 封闭体系中,温度是T 的1mol 理想气体从(P i ,V i )等温可逆地膨胀到(P f ,V f ),则所做的以V 表示)(以P 表示)。

3. 封闭体系中的1mol 理想气体(已知ig P C ),按下列途径由T 1、P 1和V 1可逆地变化至P 2,则 A 等容过程的 W = 0 ,Q =()1121T P P R C ig P ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--,∆U =()1121T P P R C ig P ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--,∆H = 1121T P P C ig P ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-。

B 等温过程的 W =21ln P P RT -,Q =21ln P P RT ,∆U = 0 ,∆H = 0 。

C 绝热过程的 W =()⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--11211ig P C Rig P P P R V P R C ,Q = 0 ,∆U =()⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-11211ig P C R ig P P P R V P R C ,∆H =1121T P P C ig P C R ig P ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛。

第一章热力学第一定律练习题(包括答案)

1.如图,将CuSO4水溶液置于绝热箱中,插入两个铜电极,以蓄电池为电源进行电解,可以看作封闭体系的是:(A) 绝热箱中所有物质;(B) 两个铜电极;(C) 蓄电池和铜电极;(D) CuSO4水溶液。

2.体系的下列各组物理量中都是状态函数的是:(A) T,p,V,Q ;(B) P,V m,C p,W;(C) T,p,V,H;(D) T,p,U,W。

3.x为状态函数,下列表述中不正确的是:(A) d x为全微分;(B) 当状态确定,x的值确定;(C) ∆x= ∫d x的积分与路经无关,只与始终态有关;(D) 当体系状态变化,x值一定变化。

4.对于内能是体系状态的单值函数概念,错误理解是:(A) 体系处于一定的状态,具有一定的内能;(B) 对应于某一状态,内能只能有一数值不能有两个以上的数值;(C) 状态发生变化,内能也一定跟着变化;(D) 对应于一个内能值,可以有多个状态。

5.理想气体向真空膨胀,当一部分气体进入真空容器后,余下的气体继续膨胀所做的体积功:(A) W> 0 ;(B) W = 0 ;(C) W < 0 ;(D) 无法计算。

6.在一个绝热钢瓶中,发生一个放热的分子数增加的化学反应,那么:(A) Q > 0,W > 0,∆U > 0 ;(B) Q = 0,W = 0,∆U < 0 ;(C) Q = 0,W = 0,∆U = 0 ;(D) Q < 0,W > 0,∆U < 0 。

7.对于封闭体系来说,当过程的始态与终态确定后,下列各项中哪一个无确定值:(A) Q ;(B) Q + W ;(C) W (当Q = 0 时) ;(D) Q (当W = 0 时) 。

8.下述说法中,哪一种不正确:(A) 焓是体系能与环境进行交换的能量;(B) 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量;(C) 焓是体系状态函数;(D) 焓只有在某些特定条件下,才与体系吸热相等。

第1章例题详解

第1章化学热力学基础[例1-1]用管道输送天然气,当输送压力为200kPa,温度25℃,管道内天然气的密度为多少?假设天然气可以看作是纯的甲烷。

解:p=(ρ/M) RT;ρ=pM/ RTp=200kpa, T=(25+273.15)K, M=16.04×10-3kg/mol, R=8.314 J·mol-1·K-1代入公式即可,ρ=1.294 kg/m3。

[例1-2]今有104.365kPa温度为300K的含水蒸气的烃类混合气体,其中水蒸气的分压为3.167kPa。

现欲得到除去水蒸气的1kmol干烃类混合气体,试求:(1)应从湿烃混合气体中除去水蒸气的物质的量;(2)所需湿烃类混合气体的初始体积解:(l)已知p=104.365kPa,T=300K,p A=3.167kPa,n B=1kmol则p B=p-p A =104.365 kPa-3.167 kPa=101.198kPa;p A=n A/V×RT,p B= n B/V×RTp A/p B=n A/n Bn A=p A/p B×n B=3.167/101.198×1000=31.30mol。

(2)p=n/V×RT,P、T已知,n=n A + n B=1000+31.30=1031.30 molV=nRT/p=1031.30×8.314×300/(104.365×1000)=24.65m3[例1-3]始态T=300K,p1=150kPa的某理想气体,n=2mol,经过下属两不同途径等温膨胀到同样的末态,其p2=50kPa。

求两途径的体积功:①反抗50kPa的恒外压一次膨胀到末态;②先反抗100kPa的恒外压膨胀到中间平衡态,再反抗50kPa的外压膨胀到末态。

解:两途径如图所示:两途径均属反抗恒外压膨胀:W =-p 外×ΔV根据理想气体状态方程计算出始、终及中间态的体积分别为33.26dm 3、99.78dm 3、49.89drn 3。

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